スーパーLEDズームライトの改造(1AA化) 5:特性

    HT7750A関連
    12 /23 2014
    パワーLEDを直結した場合
    Super_LED_Zoom_Light_050.png 
    部品のうちHT7733AとパワーLEDはブレッドボード時と同じもの。

    Super_LED_Zoom_Light_051.png
    特性図の点線は前回ブレッドボード(BB)で取ったもので参考用。
    入力電圧を上げていってもブレッドボードと違い、Vfが頭打ちにならず伸び続ける。
    これに伴い入力電流も増え続ける。
     電流測定用の抵抗を入れていないのでLED電流とか効率不明。
     この記事の最初で測ったLEDのVfからある程度は推測はできる。
    恐らくブレッドボードだと接触抵抗の為スイッチング電流(アンペア単位?)が頭打ちになっていた為と思われる。 電流測定用の0.1Ωが入っていた影響も多少あるかもしれない。

    スーパーLEDズームライトのパワーLEDの安全が確認されていているVfはこの記事の最初に測った3.309V。
    今回の測定では電源1.5V時にVf 3.25V、電源1.6VでVf 3.28Vであり一応限度内。
     今回の回路では電流をモニターしていないのでVfで判断するしかない。
    明るい方が良い方はこれでよいかもしれないが、HT7733Aとコンデンサのバラつき温度安定度を考えるともう少し低い方が安全。
    レギュレーションを良くし過ぎたということなのでコンデンサの容量減らして少し落とした方が良いだろう。
     0.9-1.5V平均入力電流 345mA
     推定動作時間 3.5h


    4.7Ω入れた場合
    Super_LED_Zoom_Light_022.png
    直結に4.7Ωを入れた物。 HT7733A、パワーLED、4.7Ωはブレッドボード時と同じもの。

      Super_LED_Zoom_Light_052.png Super_LED_Zoom_Light_053.png
    グラフには示さないが基本的にHT7733Aの出力電圧はブレッドボード時よりも少し高い。
     入力電圧1.5V時に3.23V(BB)→3.28V(PWB)と50mV程高い。
    これに伴いLEDに電流が多く流れVfが高くなる。
    HT7733Aの出力電圧/電流が増えるのでブレッドボードよりも入力電流が増え、効率が少し落ちているが仕方がない。
     0.9-1.5V平均入力電流 200mA
     推定動作時間 7.5h
     言うまでもないことだが、抵抗を10Ωにすれば冬季の一晩15時間程持ちそうである。
      電池の温度(気温)は考慮していません。 0℃で60%位か?

     もう少し暗くなっても0.9Vまで安定した明るさを望むなら6.8Ω(か4.7+2.2)が良さそうである。
      長時間と明るさのバランスがよさそう。
      推定12時間点灯で何とか一晩持ちそうなのもよい。

    なお、推定動作時間は乾電池の容量が放電電流で変わるので電池メーカーのOEM品のデータシートから「0.9-1.5V平均入力電流」を基に求めています。
    単三アルカリ乾電池が2000mAhなのは電流100mA時。
     Maxell   Panasonic

    直結でのコンデンサの容量を変えて測定
    あまり変わらないので3回も改造して測る羽目になってしまった。
    特性はグラフだと線が重なる位殆んど同じなのでポイントだけ表で示す。
    0.9-1.5V平均ヘイキン Vf
    入力電流 Vf 1.5V 1.6V
    100uF 100uF 345mA 3.09V 3.25V 3.28V
    100uF 47uF 346mA 3.08V 3.23V 3.27V
    47uF 47uF 347mA 3.08V 3.24V 3.27V
    47uF 22uF 362mA 3.08V 3.23V 3.20V

    ただ、47uF 22uFだけ他と異なるのでグラフを示しておく。
    7733Aのスイッチング動作が1.6V位で変わるらしく電圧調整しずらかった。
    Super_LED_Zoom_Light_054.png

    全体的にみてVf(=直結での出力電圧)は大きくは変わらない。
     定電圧回路なので当然と言えば当然なのだが、そもそも参考したデータシートよりもレギュレーションがよいのが当てが外れた原因。
     データシートでは1.5V、100mA時に3.2V以下。 (勿論バラつきはある。)
     しかしマイクロインダクターを使っているのでこれ以上になるとは思っていなかった
    テスターのカウント誤差があるので絶対とは言えないが、一応、容量が少ない方がわずかに下がる傾向はある。(リップル分?)

    入力電流は容量が少ないと増える傾向がある。
     特に47uF 22uFは多い。 Vfが他とあまり変わらないので効率が悪そうである。


    結論的にはVfの最大電圧(安全性)と効率のバランスが良いのは47uF+47uFでしょう。

    抵抗を入れる場合も47uF+47uFで十分だと思います。
    少しでも使用時間を伸ばしたいたければ100uF+100uFもありです。


    う~ん、チョット失敗記事かな?
    スーパーLEDズームライトの改造記事としては0.5Ωでも抵抗を入れれば問題ない。
     (最大Vfが50mV程下がるから。)
    直結というテーマでは安全のため3.2V位まで下げたかったがそこまでは行きませんでした。
     1.5→1.4Vの間だけ3.2Vを少し超えます。
     1.5V時に3.25Vを超えることはなかったので最低限の安全性はあります。

    おまけで分かったことは恐らくHT77xxAシリーズを(定電流ではなく)普通に使うなら入出力コンデンサは47uF+47uF(以上)あった方がよいということ。
    未保証だがHT7733Aは300mA流しても壊れなかったということ。
     これにするには電源は電池2本がよい。
     厳密なDC電源としてはやめた方が良いが直列抵抗を入れてパワーLED用には使えるかも知れない。 自己責任で。

    以上
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    コメント

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    部品実装方法がすばらしいですね

    基板への部品実装方法がすばらしいですね。
    この方法であればCL011Xシリーズも基板へ実装出来そうです。
    私は電池がスプリングで支持されているのを見ただけで、内部で電池位置がどうなるのかが予想つかなくなったのであっさりあきらめましたから。(笑
    目標に届かなかったのは残念かもしれませんが、HT77xxAシリーズの特性がある程度把握できたのは良かったのではないでしょうか。

    おほめ頂きありがとうございます

    今回の記事はイ401号様が考えて下さった記事という逃げ道(^^)があった為にやってみようと思ったのがきっかけです。

    CL011xの場合もほぼ同じ感じで実装できると思います。ただ、
     GNDピンの位置が逆なので7733Aとは逆に印字面(平らな面)を外側にする。
     これによりPWBが乗るツバの部分を多少削る必要があるかもしれません。
     真ん中の足はスプリング部に付けることになると思います。
    CL011xを今とは逆のLEDのマイナスピン側に実装する方法もありますがLXピンの配線が面倒(ショートする)だと思います。(勿論、ご自由です。)

    記事には書いていませんでしたがスプリングとマイナスの配線はハンダ付けする時に動く(外れる)ので付け直す必要があるかもしれません。
     スプリングがイモハンダですぐに取れてしまいました。
    元々適当に付いているので適当に付け直しましたが問題有りませんでした。(笑)
    逆作用ピンセットで電極・足をPWBと一緒に挟んでおけば余分なところが融けるのをある程度は防げます。

    おっしゃる通りHT77xxAシリーズの勉強(記事)にはなってしまいました。(汗)

    それとここに書くべきではないかも知れませんが、LCDオシロスコープキット 06204KPLの無事完成おめでとうございます。
    http://i401gou.blog.fc2.com/blog-entry-159.html

    Friendship 7

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